În electronica radio și microcircuite, amplificatorul operațional (op-amp) este utilizat pe scară largă. Are caracteristici tehnice excelente (TX) pentru amplificarea semnalului. Pentru a înțelege domeniul de aplicare al sistemului de operare, trebuie să cunoașteți principiul său de funcționare, schema de conectare și TX-ul principal.
Conţinut
Ce este un amplificator operațional
OU - un circuit integrat (IC), al cărui scop principal este de a amplifica valoarea curentului continuu. Are o singură ieșire, care se numește diferențială. Această ieșire are un factor de amplificare a semnalului ridicat (Ky). Op-amp-urile sunt utilizate în principal în construcția de circuite cu feedback negativ (NFB), care, cu câștigul principal TX, determină Ku din circuitul original. Op-ampurile sunt folosite nu numai sub formă de circuite integrate individuale, ci și în diferite blocuri de dispozitive complexe.
Op-amp-ul are 2 intrări și 1 ieșire și are și ieșiri pentru conectarea unei surse de alimentare (IP). Principiul de funcționare al unui amplificator operațional este simplu. Sunt 2 reguli luate ca bază.Regulile descriu procesele simple ale operațiunii IC care au loc în sistemul de operare, iar modul în care funcționează IC-ul este clar chiar și pentru manechin. La ieșire, diferența de tensiune (U) este 0, iar intrările amplificatorului operațional nu consumă aproape niciun curent (I). O intrare se numește non-inversoare (V+), iar cealaltă se numește inversoare (V-). În plus, intrările op-amp au o rezistență mare (R) și nu consumă aproape niciun I.
Cipul compară valorile U la intrări și scoate un semnal, pre-amplificându-l. Ku OU are o valoare mare, ajungând la 1000000. Dacă la intrare se aplică un U scăzut, atunci la ieșire se poate obține o valoare egală cu U a sursei de alimentare (Uip). Dacă U la intrarea V+ este mai mare decât la V-, atunci ieșirea va fi valoarea maximă pozitivă. Când este alimentat de un U pozitiv al intrării inversoare, ieșirea va avea o tensiune negativă maximă.
Principala cerință pentru funcționarea sistemului de operare este utilizarea unui IP bipolar. Este posibil să utilizați un IP unipolar, dar capacitățile amplificatorului operațional sunt sever limitate. Dacă utilizați o baterie și luați partea sa plus ca 0, atunci când măsurați valorile, obțineți 1,5 V. Dacă luați 2 baterii și le conectați în serie, atunci se va adăuga U, adică. dispozitivul va afișa 3 V.
Dacă luăm borna negativă a bateriei ca zero, atunci dispozitivul va afișa 3 V. În caz contrar, dacă luăm borna pozitivă ca 0, atunci obținem -3 V. Când folosim punctul dintre cele două baterii ca zero, vom obțineți un IP bipolar primitiv. Puteți verifica starea amplificatorului operațional numai atunci când îl conectați la circuit.
Tipuri și simboluri pe diagramă
Odată cu dezvoltarea circuitelor electrice, amplificatoarele operaționale sunt îmbunătățite constant și apar noi modele.
Clasificare după aplicație:
- Industrial este o opțiune ieftină.
- Precizie (echipamente de măsurare precise).
- Electrometric (valoare mică a lui Iin).
- Microputere (consum de putere I mică).
- Programabil (curenții sunt setați folosind I extern).
- Puternic sau de mare curent (dând o valoare mai mare a lui I consumatorului).
- Tensiune joasă (funcționează la U<3 V).
- Tensiune ridicată (proiectat pentru valori U ridicate).
- Răspuns rapid (rată mare de slew și frecvență de câștig).
- Cu nivel scăzut de zgomot.
- Tip sonic (armonici joase).
- Pentru alimentarea electrică de tip bipolar și unipolar.
- Diferență (capabil să măsoare U scăzut la zgomot ridicat). Folosit în șunturi.
- Cascade de amplificare de tip finit.
- De specialitate.
În funcție de semnalele de intrare, amplificatoarele operaționale sunt împărțite în 2 tipuri:
- Cu 2 intrari.
- Cu 3 intrari. 3 intrare este folosită pentru a extinde funcționalitatea. Are un OOS intern.
Circuitul amplificatorului operațional este destul de complicat și nu are sens să-l fabrici, iar radioamatorul trebuie doar să cunoască circuitul corect de comutare a amplificatorului operațional, dar pentru aceasta ar trebui să înțeleagă decodificarea concluziilor sale.
Principalele denumiri ale constatărilor IC:
- V+ este o intrare non-inversoare.
- V- - intrare inversoare.
- Vout - ieșire Vs + (Vdd, Vcc, Vcc +) - terminalul pozitiv al IP-ului.
- Vs- (Vss, Vee, Vcc-) - minus IP.
În aproape orice amplificator operațional există 5 concluzii. Cu toate acestea, unele soiuri pot lipsi V-. Există modele care au concluzii suplimentare care extind capacitățile amplificatorului operațional.
Concluziile pentru alimentarea cu energie nu trebuie să fie marcate, deoarece. aceasta crește lizibilitatea diagramei. Puterea de ieșire de la borna pozitivă sau polul IP este situată în partea de sus a circuitului.
Principalele caracteristici
Op-amp-urile, ca și alte componente radio, au TX, care poate fi împărțit în tipuri:
- Amplificarea.
- Intrare.
- Weekend-uri.
- Energie.
- Derivă.
- Frecvență.
- performanţă.
Câștigul este principala caracteristică a amplificatorului operațional. Se caracterizează prin raportul dintre semnalul de ieșire și intrare. Se mai numește și amplitudine, sau transfer TX, care este prezentat sub formă de grafice de dependență. Intrarea include toate valorile pentru intrarea amplificatorului operațional: Rin, curenți de polarizare (Ism) și deplasare (Iin), deriva și diferența maximă de intrare U (Udifmax).
Icm este folosit pentru a opera amplificatorul operațional la intrări. Iin este necesar pentru funcționarea etajului de intrare a amplificatorului operațional. Iin shift - diferența Icm pentru 2 semiconductori de intrare ale amplificatorului operațional.
În timpul construcției circuitelor, acestea trebuie luate în considerare la conectarea rezistențelor. Dacă Iin nu este luat în considerare, atunci acest lucru poate duce la crearea unui U diferențial, care va duce la funcționarea incorectă a amplificatorului operațional.
Udifmax - U, care este alimentat între intrările amplificatorului operațional. Valoarea sa caracterizează excluderea deteriorării semiconductorilor cascadei diferențiale.
Pentru o protecție fiabilă între intrările amplificatorului operațional, 2 diode și o diodă Zener sunt conectate în anti-paralel. Intrarea diferențială R este caracterizată de R dintre cele două intrări, iar intrarea de mod comun R este valoarea dintre cele 2 intrări ale amplificatorului operațional care sunt combinate și masă (masă). Parametrii de ieșire ai amplificatorului operațional includ ieșirea R (Rout), ieșirea maximă U și I. Parametrul Rout ar trebui să fie mai mic ca valoare pentru caracteristici de câștig mai bune.
Pentru a obține o rută mică, trebuie să utilizați un emițător de urmărire. Ieșirea se schimbă cu colectorul I.Energia TX este estimată după puterea maximă pe care o consumă sistemul de operare. Motivul funcționării incorecte a amplificatorului operațional este răspândirea TX-ului semiconductorilor etapei amplificatorului diferenţial, care depinde de indicatorii de temperatură (derivarea temperaturii). Parametrii de frecvență ai amplificatorului operațional sunt cei mai importanți. Ele contribuie la amplificarea semnalelor armonice și de impuls (viteză).
În op-amp-ul IC de o formă generală și specială, este inclus un condensator pentru a preveni generarea de semnale de înaltă frecvență. La frecvențe cu o valoare scăzută, circuitele au un coeficient K mare fără feedback (OS). Sistemul de operare folosește o conexiune fără inversare. În plus, în unele cazuri, de exemplu, la fabricarea unui amplificator inversor, sistemul de operare nu este utilizat. În plus, amplificatorul operațional are caracteristici dinamice:
- Slew rate Uout (SN Uout).
- Timp de stabilire Uout (răspunsul amplificatorului operațional la saltul U).
Acolo unde este cazul
Există 2 tipuri de circuite op-amp, care diferă prin modul în care sunt conectate. Principalul dezavantaj al OU este inconsecvența lui Ku, care depinde de modul de funcționare. Principalele domenii de aplicare sunt amplificatoarele: inversoare (IU) și non-inversoare (NIO). În circuitul NRU, Ku by U este setat de rezistențe (semnalul trebuie aplicat la intrare). OU conține un OOS de tip secvenţial. Această conexiune se face pe unul dintre rezistențe. Se serveste doar pe V-.
În DUT, semnalele sunt defazate. Pentru a schimba semnul tensiunii negative de ieșire, este nevoie de un feedback paralel pe U. Intrarea, care nu este inversabilă, trebuie să fie împământă. Semnalul de intrare este transmis printr-un rezistor la intrarea inversoare.Dacă intrarea non-inversoare merge la masă, atunci diferența U dintre intrările amplificatorului operațional este 0.
Puteți selecta dispozitive care utilizează sistemul de operare:
- Preamplificatoare.
- Amplificatoare de semnale de frecvență audio și video.
- U comparatoare.
- Difamplificatoare.
- Diferențiatori.
- Integratori.
- elemente de filtrare.
- Redresoare (precizie crescută a parametrilor de ieșire).
- Stabilizatoare U și I.
- Calculator tip analog.
- ADC (convertoare analog-digitale).
- DAC (convertoare digital-analogic).
- Dispozitive pentru generarea diferitelor semnale.
- Tehnologia calculatoarelor.
Amplificatoarele operaționale și aplicarea lor sunt utilizate pe scară largă în diverse echipamente.
Articole similare:
